中石化联科技指导计划项目建议书范文.docx

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1、中石化联科技指导方案工程建议书范文一、工程摘要丁基橡胶和卤化丁基橡胶是重要的合成橡胶制品，针对我国在 丁基橡胶和卤化丁基橡胶合成领域起步晚、技术薄弱、高品质产品 受制于人的问题，提出基于微反响器技术开展具有自主知识产权的 新一代合成工艺和装备。设计、建立200吨/年的丁基橡胶合成、 200吨/年的卤化丁基橡胶合成和5000kg/年的澳单质回收微反响示 范系统，完成长周期实验研究，为产业化过程提供根抵，初步形成 丁基橡胶和卤化丁基橡胶合成产业化技术。二、工程的必要性和重要性丁基橡胶(简称HR)是重要的合成橡胶，具有优良的气密性 和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震 及低吸水

2、等性能，使得其广泛应用于轮胎、电线电缆、防水建材、 减震材料、药用瓶塞、食品(口香糖基料)、防毒用具、粘合剂、 防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面。卤 化丁基橡胶(HIIR)是丁基橡胶与卤素(氯或者澳)发展反响的产 物，可分为氯化丁基橡胶(CIIR)和澳化丁基橡胶(BIIR)两大 类。卤化丁基橡胶不仅保持了丁基橡胶的特性，而且克服了普通丁 基橡胶硫化速度慢的缺点，主要用于汽车子午线轮胎的气密层和医 用瓶塞。目前，全球惟独美国、德国、俄罗斯、意大利等少数几个 国家拥有丁基及卤化丁基橡胶的生产技术，其中美国埃克森美孚公 司和德国朗盛公司的丁基及卤化丁基橡胶生产技术和新产品开辟能

3、 力在全球处于绝对率先地位，产能约占全球的80%o我国惟独中国 石化北京燕山分公司合成橡胶厂和浙江信汇等几家企业生产普通丁 基橡胶和卤化丁基橡胶，产量远远不能满足国内实际需求，每年都 要大量进口。丁基橡胶合成技术主要有淤浆法和溶液法两种方法，两种方法 的核心都是异丁烯与少量异戊二烯的阳离子聚合技术。淤浆法是以 氯甲烷为溶剂的聚合反响，原料异丁烯必须有要求很高的纯度（正 丁烯质量分数小于0. 5%）,氯甲烷和单体的水含量必须很低。该 法聚合反响温度低，约在TOOoC发展，制冷设备庞大。由于存在严 重的挂胶问题聚合釜连续运转周期短、能耗高。溶液法使用烷烽作 为聚合反响溶剂，可以使反响温度提高，但受

4、设备传热的限制，胶 液浓度必须控制在12%以下。这些生产现状说明，开展新一代的聚 合工艺和设备对于开展低能耗、周期和具有自主知识产权的丁基橡 胶合成技术十分关键。卤化丁基橡胶是丁基橡胶的改进产品，具有良好的市场前景。 丁基橡胶的卤化反响机理是单质卤素与橡胶接触，迅速将橡胶双键 上的仲位氢原子取代成为溟或者氯的橡胶，反响同时形成卤化氢， 未 反响的卤素单质和卤化氢最后经碱液中和。卤化丁基橡胶合成 的难 点主要在于：产物卤化丁基橡胶在卤化氢存在的环境下易发 生取代 位由仲位向伯位的转化，同时卤化氢的加成也会使橡胶损 失一定的双键，因此卤化丁基橡胶的合成需要反响迅速引起、迅 速中和，但是反响物丁基橡

5、胶的烷燃溶液的粘度很高，反响物的 快速混合不容易实现；中和液和卤化反响液为不互溶的油水体系, 大量含卤素废 水，特别是含滨废水，对生态环境也造成为了严重 的影响，这些因素都严重影响着卤化丁基橡胶的合成过程。针对 漠化丁基橡胶合成反响的快速引起、快速终止的根本原理，开展 新型的卤化丁基橡胶合 成设备，建立可靠的卤素（漠素）回收工 艺十分关键。微构造反响器(简称微反响器)是一种新型的化工装备，是实 现化工过程弱小型化的核心。众多的研究结果说明微反响器能够担 负起提高反响收率、减少副产物产生、控制产物形貌、以及提升过 程安全性等重要责任，对于减小原材料消耗、降低后续别离回收难 度和本钱、减少过程污染

6、等具有重要的意义。微反响器合成聚合物 的优势在于弱小的混合空间能够快速混合单体和引起剂，控制反响 部份环境的均匀性，相对惰性的反响器壁面具有良好的导热性能， 能够快速移除反响热或者瞬间提高反响温L度。同时通过数量放大可 以使技术快速走向产业化，降低放大风险，缩短研发周期。针对利 用微反响器发展阳离子聚合，卤化的初步结果说明，微反响器在实 验室里能够表现出良好的反响特性，有望替代传统的丁基橡胶合成 和卤化反响装置，成为新一代具有自主知识产权的技术。三、主要研究内容、技术路线、技术难点和创新点1、研究内容基于实验室小规模丁基橡胶合成与卤化反响的相关结果，设 计、建立200吨/年的丁基橡胶合成微反响

7、示范装置、200吨/年的 卤化丁基橡胶合成微反响示范装置和5000kg/年的澳单质回收示范 微反响系统，完成试验研究，为产业化过程提供根抵，详细研究内 容包括：(1)新型丁基橡胶聚合反响性能研究，研究微反响聚合装置和 聚合工艺的验证和优化和长周期操作可靠性；(2)新型丁基橡胶澳化、氯化反响性能研究，详细研究微反响 设备的反响性能和长周期操作可靠性；(3)澳单质回收过程研究，详细研究微反响设备的反响性能，考察反响工艺的稳定性、安全性和长周期操作可靠性。2、技术原理及技术路线(1) 丁基橡胶聚合原理和路线目前，丁基橡胶的合成技术的开展趋势逐渐由溶液法取代淤浆 法，本工程拟采用溶液法聚合。溶液法是以

8、烷基氯化铝与水的络合 物为引起剂，在烧类溶剂(如正己烷)中于-90-70。下，异丁烯 和少量异戊二烯共聚而成。新一代的聚合装置将以微反响器为核心 装备，在微反响器内实现异丁烯与异戊二烯和烷基氯化铝引起剂的 混合，完成聚合反响。(2)卤化丁基橡胶合成原理和路线由丁基橡胶制备卤化丁基橡胶的反响过程是，主反响为异戊二 烯链节中的仲位原子发生取代反响，主要副反响是澳原子在橡胶分 子内的异构化过程。异构化反响容易在酸性条件下发展，主要受到 澳化反响时间，水解反响时间，以及水解过程中碱用量的影响，用 过量的碱液快速中和澳化氢有利于抑制异构化反响的发展。新一代 的微反响装置以串联微反响器为核心装备，在微反响

9、器内实现卤素 与丁基橡胶溶液的快速混合反响，以及快速的完成中和反响，中和 形成的卤化氢。(3)溟单质回收原理和路线澳化丁基橡胶合成中产生的澳化氢通过氢氧化钠中和，由于废 水中含有大量漠化钠，需要回收。澳单质的回收采用氧化复原方 法，通过氯气与澳化钠水溶液反响置换出漠单质，再通过蒸福或者 萃取法别离出漠单质。本工程拟用微反响器完成氯气与滨化钠溶液 的反响以及后续的萃取别离过程。3、技术难点和创新点(1)技术难点本工程的技术难点在于：微反响器构造设计，反响工艺开辟以 及微反响器与常规反响别离设备的对接。(2)创新点本工程的创新点在于：开展新型高效的反响装备一一微反响 器，建立丁基橡胶和卤化丁基橡胶

10、新一代合成技术。四、研究目标和考核指标1、研究目标形成具有自主知识产权的新一代丁基橡胶合成、丁基橡胶卤化 新技术，从而打破国外公司垄断，填补我国合成橡胶领域生产技术 的空白。申请创造专利35项。2、考核指标主要考核指标有：实现装置的连续和稳定运行；与国外技术和 国内现有技术相比，工艺流程大大缩短，能耗、操作费用和设备投 资大幅降低。五、国内外研究现状及研究根抵1937 年，美国 ESSO Standard Oil Development 公司首先发现 异丁烯与少量异戊二烯共聚合可制得可以硫化的橡胶共聚物开创了 丁基橡胶的合成根抵。目前，世界能生产丁基橡胶的生产装置总数 为11套。我国于1999

11、年底在北京燕山石化公司建成1套3万t/a 的丁基橡胶装置，并于xx年完成为了4. 5万t/a扩能改造。丁基橡 胶 淤浆聚合工艺常用的引起体系为A1C13/H2O,国内丁基橡胶装置 目前主要采用这种引起体系。新型的催化体系包括：活性阳离子 络合 催化体系、烷煌Lewis酸催化体系、茂金属催化剂体系、钗 系引起体系等，这些工艺使用的反响装置均为釜式反响器，未见微反响器 在工业应用方面的报导。卤化丁基橡胶是丁基橡胶的改性产品，其研究开辟始于20世纪 50年代，于20世纪70年代开始工业化生产。目前，生产滨化丁基 橡胶的企业主要是美国的Exxon公司和德国Bayer公司，生产的产 品产量约占全球产量的

12、80%,而国内澳化丁基橡胶根本依赖进口。 卤化丁基橡胶合成的技术核心在于反响器，目前国外公司都有技术 相对成熟的釜式反响设备，未见微反响器在工业应用方面的报导。在产学研合作方面，清华大学与浙江信汇公司在澳化丁基橡胶 合成上已经形成为了初步的研究成果，双方合作申请了多项专利技 术。在丁基橡胶合成以及漠单质的回收方面，清华大学均开展了实 验室研究工作，研究结果说明在微反响器中可以可控的合成数十万 份子量的澳化丁基橡胶，而基于微反响器技术能够到达90%以上的 澳回收率，技术指标等同或者优于国外报导的现有工业技术，具有 很 好的工业应用前景。本报告是针对行业投资可行性研究咨询效劳的专项研究报告， 此报

13、告为个性化定制效劳报告，我们将根据不同类型及不同行业的 工程提出的详细要求，修订报告目录，并在此目录的根抵上重新完 善行业数据及分析内容，为企业工程立项、申请资金、融资提供全 程指引效劳。可行性研究报告是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷 款等领域常用的专业文档，主要对工程实施的可能性、有效性、如 何实施、相关技术方案及财务效果发展详细、深入、细致的技术论 证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方 案和最正确时机而写的书面报告。可行性研究是确定建立工程前具有性意义的工作，是在投资决 策之前，对拟建工程发展全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建工

14、程有关的自然、社会、经 济、技术等发展调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。 在此根抵上，综合论证工程建立的必要性，财务的盈利性，经济上 的合理性，技术上的先进性和适应性以及建立条件的可能性和可行 性，从而为投资决策提供科学依据。投资可行性报告咨询效劳分为政府审批核准用可行性研究报告 和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注 工程的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注工程在经济上是 否可行。详细概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资 投资、投资建立、境外投资、上市融资、中外合作，股分合作、组 建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。报告通过对工程的市场需求、资源供应、建立规模、工艺路 线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调 查，在行业专家研究经历的根抵上对工程经济效益及社会效益发展 科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的工程投资价值 评估及工程建立进程等咨询。报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等